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第 18688 題:子空間直和

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  1. 原題與已知條件
  2. 定義與適用範圍
  3. 逐步推導
  4. 逐步反向核對
  5. 結論
  6. 本題覆核與來源綁定

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R0036-18688 · q-20261014-advance-20261105-r01-direct-sum-0063

原題與已知條件

有限維實向量空間、完整基底與exact rank證書。操作=directsum-multi-subspace-global;資料={"ambient_dimension":2,"subspace_bases":[[[1,0]],[[0,1]],[[1,13]]]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

  • G001 — 有限維實向量空間、完整基底與exact rank證書。操作=directsum-multi-subspace-global;資料={"ambient_dimension":2,"subspace_bases":[[[1,0]],[[0,1]],[[1,13]]]}。請依 exact_ordered_tuple_declared_by_interface 欄序回答。

定義與適用範圍

沿用原題明示的論域、假設與來源 MKO 定義。本題已完成第二對話數理與中英語義覆核,並由原始參數逐題獨立重算模型、答案與每個算術步驟;原題仍為 candidate。

逐步推導

S001 · implies

操作前

source operation=directsum-multi-subspace-global;original snapshot and mathematics retained

操作後

explicit ordered source output fields=[pairwise_zero_intersections, total_basis_count, total_rank, global_direct_sum, covers_ambient, boundary]

條件:無

原題歷史介面標記仍在快照;這裡直接給原始欄位順序,主文不需JavaScript或外部表。描述欄位不自動證成任何數學聲稱。

步驟識別與依賴

規則:source_ordered_interface_explicit_without_javascript · 依賴:G001

S002 · implies

操作前

directsum subspace0:complete ordered matrix=[[1], [0]];rows=2;columns=1

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S001

S003 · calculation

操作前

directsum subspace0 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum subspace0 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S002

S004 · implies

操作前

directsum subspace0:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1]

操作後

normalized full row=[1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S003

S005 · implies

操作前

directsum subspace0:complete exact reduced matrix=[[1], [0]];pivot columns=[0]

操作後

rank=1;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S004

S006 · implies

操作前

directsum subspace0:complete ORIGINAL independent columns=[[1, 0]]

操作後

declared subspace dimension=1;basis of its full real span;empty basis means zero subspace

條件:無

原資料宣告完整basis,精確rank再核獨立,故數量才是此子空間維度;允許空basis代表零子空間,不把有限列表當子空間所有元素。

步驟識別與依賴

規則:directsum_declared_basis_complete_real_span · 依賴:G001, S005

S007 · implies

操作前

directsum subspace1:complete ordered matrix=[[0], [1]];rows=2;columns=1

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S006

S008 · implies

操作前

directsum subspace1:matrix=[[0], [1]];selected row=1

操作後

swap rows0,1;matrix=[[1], [0]]

條件:無

整列交換可逆,原欄與其係數標籤不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_row_swap · 依賴:G001, S007

S009 · calculation

操作前

directsum subspace1 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum subspace1 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S008

S010 · implies

操作前

directsum subspace1:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1]

操作後

normalized full row=[1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S009

S011 · implies

操作前

directsum subspace1:complete exact reduced matrix=[[1], [0]];pivot columns=[0]

操作後

rank=1;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S010

S012 · implies

操作前

directsum subspace1:complete ORIGINAL independent columns=[[0, 1]]

操作後

declared subspace dimension=1;basis of its full real span;empty basis means zero subspace

條件:無

原資料宣告完整basis,精確rank再核獨立,故數量才是此子空間維度;允許空basis代表零子空間,不把有限列表當子空間所有元素。

步驟識別與依賴

規則:directsum_declared_basis_complete_real_span · 依賴:G001, S011

S013 · implies

操作前

directsum subspace2:complete ordered matrix=[[1], [13]];rows=2;columns=1

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S012

S014 · calculation

操作前

directsum subspace2 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum subspace2 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S013

S015 · implies

操作前

directsum subspace2:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1]

操作後

normalized full row=[1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S014

S016 · calculation

操作前

directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 product := mul(13, 1)

操作後

directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 product = 13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S015

S017 · calculation

操作前

directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 difference := sub(13, 13)

操作後

directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S016

S018 · implies

操作前

directsum subspace2:target row=1;old=[13];factor=13;pivot row=[1]

操作後

new full row=[0]

條件:無

同一列的所有格都減同一倍pivot列;反向加回即逆運算。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_all_entry_elimination · 依賴:G001, S017

S019 · implies

操作前

directsum subspace2:complete exact reduced matrix=[[1], [0]];pivot columns=[0]

操作後

rank=1;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S018

S020 · implies

操作前

directsum subspace2:complete ORIGINAL independent columns=[[1, 13]]

操作後

declared subspace dimension=1;basis of its full real span;empty basis means zero subspace

條件:無

原資料宣告完整basis,精確rank再核獨立,故數量才是此子空間維度;允許空basis代表零子空間,不把有限列表當子空間所有元素。

步驟識別與依賴

規則:directsum_declared_basis_complete_real_span · 依賴:G001, S019

S021 · implies

操作前

directsum pair0,1:complete ordered matrix=[[1, 0], [0, 1]];rows=2;columns=2

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S020

S022 · calculation

操作前

directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S021

S023 · calculation

操作前

directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry1 := div(0, 1)

操作後

directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry1 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S022

S024 · implies

操作前

directsum pair0,1:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1, 0]

操作後

normalized full row=[1, 0]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S023

S025 · calculation

操作前

directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry0 := div(0, 1)

操作後

directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry0 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S024

S026 · calculation

操作前

directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S025

S027 · implies

操作前

directsum pair0,1:pivot row=1;column=1;nonzero pivot=1;old row=[0, 1]

操作後

normalized full row=[0, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S026

S028 · implies

操作前

directsum pair0,1:complete exact reduced matrix=[[1, 0], [0, 1]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S027

S029 · calculation

操作前

directsum pair0,1 basis counts := sum(1, 1)

操作後

directsum pair0,1 basis counts = 2

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S028

S030 · calculation

操作前

directsum pair0,1 intersection dimension := sub(2, 2)

操作後

directsum pair0,1 intersection dimension = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S029

S031 · implies

操作前

pair original subspaces=[0, 1];individual independent basis counts=[1, 1];combined rank=2

操作後

dim intersection=0;pair intersection zero=是

條件:無

映射(u,w)到u+w滿射到和空間,核是(v,−v)的交集副本,所以兩項維度公式成立。這個兩項結果不能直接升格三項以上全域直和。

步驟識別與依賴

規則:directsum_pair_intersection_rank_nullity_not_global_directness · 依賴:G001, S030

S032 · implies

操作前

directsum pair0,2:complete ordered matrix=[[1, 1], [0, 13]];rows=2;columns=2

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S031

S033 · calculation

操作前

directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S032

S034 · calculation

操作前

directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S033

S035 · implies

操作前

directsum pair0,2:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1, 1]

操作後

normalized full row=[1, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S034

S036 · calculation

操作前

directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry0 := div(0, 13)

操作後

directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry0 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S035

S037 · calculation

操作前

directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry1 := div(13, 13)

操作後

directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S036

S038 · implies

操作前

directsum pair0,2:pivot row=1;column=1;nonzero pivot=13;old row=[0, 13]

操作後

normalized full row=[0, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S037

S039 · calculation

操作前

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product := mul(1, 0)

操作後

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S038

S040 · calculation

操作前

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference := sub(1, 0)

操作後

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S039

S041 · calculation

操作前

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product := mul(1, 1)

操作後

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S040

S042 · calculation

操作前

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference := sub(1, 1)

操作後

directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S041

S043 · implies

操作前

directsum pair0,2:target row=0;old=[1, 1];factor=1;pivot row=[0, 1]

操作後

new full row=[1, 0]

條件:無

同一列的所有格都減同一倍pivot列;反向加回即逆運算。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_all_entry_elimination · 依賴:G001, S042

S044 · implies

操作前

directsum pair0,2:complete exact reduced matrix=[[1, 0], [0, 1]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S043

S045 · calculation

操作前

directsum pair0,2 basis counts := sum(1, 1)

操作後

directsum pair0,2 basis counts = 2

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S044

S046 · calculation

操作前

directsum pair0,2 intersection dimension := sub(2, 2)

操作後

directsum pair0,2 intersection dimension = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S045

S047 · implies

操作前

pair original subspaces=[0, 2];individual independent basis counts=[1, 1];combined rank=2

操作後

dim intersection=0;pair intersection zero=是

條件:無

映射(u,w)到u+w滿射到和空間,核是(v,−v)的交集副本,所以兩項維度公式成立。這個兩項結果不能直接升格三項以上全域直和。

步驟識別與依賴

規則:directsum_pair_intersection_rank_nullity_not_global_directness · 依賴:G001, S046

S048 · implies

操作前

directsum pair1,2:complete ordered matrix=[[0, 1], [1, 13]];rows=2;columns=2

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S047

S049 · implies

操作前

directsum pair1,2:matrix=[[0, 1], [1, 13]];selected row=1

操作後

swap rows0,1;matrix=[[1, 13], [0, 1]]

條件:無

整列交換可逆,原欄與其係數標籤不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_row_swap · 依賴:G001, S048

S050 · calculation

操作前

directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S049

S051 · calculation

操作前

directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry1 := div(13, 1)

操作後

directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry1 = 13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S050

S052 · implies

操作前

directsum pair1,2:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1, 13]

操作後

normalized full row=[1, 13]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S051

S053 · calculation

操作前

directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry0 := div(0, 1)

操作後

directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry0 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S052

S054 · calculation

操作前

directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S053

S055 · implies

操作前

directsum pair1,2:pivot row=1;column=1;nonzero pivot=1;old row=[0, 1]

操作後

normalized full row=[0, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S054

S056 · calculation

操作前

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product := mul(13, 0)

操作後

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S055

S057 · calculation

操作前

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference := sub(1, 0)

操作後

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S056

S058 · calculation

操作前

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product := mul(13, 1)

操作後

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product = 13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S057

S059 · calculation

操作前

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference := sub(13, 13)

操作後

directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S058

S060 · implies

操作前

directsum pair1,2:target row=0;old=[1, 13];factor=13;pivot row=[0, 1]

操作後

new full row=[1, 0]

條件:無

同一列的所有格都減同一倍pivot列;反向加回即逆運算。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_invertible_all_entry_elimination · 依賴:G001, S059

S061 · implies

操作前

directsum pair1,2:complete exact reduced matrix=[[1, 0], [0, 1]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S060

S062 · calculation

操作前

directsum pair1,2 basis counts := sum(1, 1)

操作後

directsum pair1,2 basis counts = 2

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S061

S063 · calculation

操作前

directsum pair1,2 intersection dimension := sub(2, 2)

操作後

directsum pair1,2 intersection dimension = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S062

S064 · implies

操作前

pair original subspaces=[1, 2];individual independent basis counts=[1, 1];combined rank=2

操作後

dim intersection=0;pair intersection zero=是

條件:無

映射(u,w)到u+w滿射到和空間,核是(v,−v)的交集副本,所以兩項維度公式成立。這個兩項結果不能直接升格三項以上全域直和。

步驟識別與依賴

規則:directsum_pair_intersection_rank_nullity_not_global_directness · 依賴:G001, S063

S065 · implies

操作前

directsum ALL subspace columns:complete ordered matrix=[[1, 0, 1], [0, 1, 13]];rows=2;columns=3

操作後

use exact invertible ROW operations only;original COLUMN roles/order stay fixed

條件:無

基向量放欄且保原順序;semantic用的排序不能拿來重排係數或候選泛函。列運算是左乘可逆映射,保核、欄相依及rank,不宣稱實際欄空間字面不變。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_source_matrix_not_semantic_reordering · 依賴:G001, S064

S066 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry0 := div(1, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry0 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S065

S067 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry1 := div(0, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry1 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S066

S068 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry2 := div(1, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry2 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S067

S069 · implies

操作前

directsum ALL subspace columns:pivot row=0;column=0;nonzero pivot=1;old row=[1, 0, 1]

操作後

normalized full row=[1, 0, 1]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S068

S070 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry0 := div(0, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry0 = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S069

S071 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry1 := div(1, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry1 = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S070

S072 · calculation

操作前

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry2 := div(13, 1)

操作後

directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry2 = 13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S071

S073 · implies

操作前

directsum ALL subspace columns:pivot row=1;column=1;nonzero pivot=1;old row=[0, 1, 13]

操作後

normalized full row=[0, 1, 13]

條件:無

整列每格同除非零pivot,精確有理數保零值與符號。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_nonzero_pivot_complete_row_scaling · 依賴:G001, S072

S074 · implies

操作前

directsum ALL subspace columns:complete exact reduced matrix=[[1, 0, 1], [0, 1, 13]];pivot columns=[0, 1]

操作後

rank=2;pivot columns independent and all original column relations preserved;zero rows retained

條件:無

主元欄有不同的首1座標而獨立,其餘欄由主元列座標生成;可逆列運算把依賴關係帶回原矩陣。零列不刪除,不從有限向量測試猜rank。

步驟識別與依賴

規則:finite_linear_complete_rank_certificate_not_samples · 依賴:G001, S073

S075 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces free2 pivot0 relation coefficient := mul(-1, 1)

操作後

directsum ALL subspaces free2 pivot0 relation coefficient = -1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S074

S076 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces free2 pivot1 relation coefficient := mul(-1, 13)

操作後

directsum ALL subspaces free2 pivot1 relation coefficient = -13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S075

S077 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate0 product := mul(1, -1)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate0 product = -1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S076

S078 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate1 product := mul(0, -13)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate1 product = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S077

S079 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate2 product := mul(1, 1)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate2 product = 1

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S078

S080 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 complete sum := sum(-1, 0, 1)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 complete sum = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S079

S081 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate0 product := mul(0, -1)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate0 product = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S080

S082 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate1 product := mul(1, -13)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate1 product = -13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S081

S083 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate2 product := mul(13, 1)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate2 product = 13

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S082

S084 · calculation

操作前

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 complete sum := sum(0, -13, 13)

操作後

directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 complete sum = 0

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S083

S085 · implies

操作前

directsum ALL subspaces:free column=2;original ordered columns=[[1, 0], [0, 1], [1, 13]];exact relation coefficients=[-1, -13, 1]

操作後

nonzero coefficient at free position;full original combination=[0, 0]

條件:無

自由座標設1後解所有主元座標,並對原欄完整代回。關係是原實向量空間的非零係數關係,不是列簡化後換了一組基向量。

步驟識別與依賴

規則:directsum_actual_global_relation_not_pairwise_guess · 依賴:G001, S084

S086 · implies

操作前

directsum ALL subspaces:pivot columns=[0, 1];ALL free columns=[2];full relation family=[[-1, -13, 1]]

操作後

EVERY zero combination is uniquely determined by its free coordinates;these free-coordinate unit relations form the full kernel;dimension=1

條件:無

可逆列運算保原矩陣核,任意零組合的自由座標就是此族的組合係數,主元方程定其餘座標;反向代回皆零。自由座標identity亦證獨立,故不只列幾個樣本關係。

步驟識別與依賴

規則:directsum_full_relation_space_both_directions · 依賴:G001, S085

S087 · calculation

操作前

directsum total ordered basis count := sum(1, 1, 1)

操作後

directsum total ordered basis count = 3

條件:無

依原資料角色及前面已核中間量精確代值,保留索引、正負號與所在空間。

步驟識別與依賴

規則:exact_rational_arithmetic · 依賴:G001, S086

S088 · implies

操作前

ALL pair intersection dimensions=[[0, 1, 0], [0, 2, 0], [1, 2, 0]];pairwise zero=是;GLOBAL original ordered basis count=3;global rank=2;full relations=[[-1, -13, 1]]

操作後

global directness=否 from injectivity of the FULL sum map;ambient coverage=是 separately;pairwise_zero_not_sufficient_for_three_or_more

條件:無

全域直和要任意全部分量和為0時每個分量都0。每個子空間內basis獨立,故這等價合併全部欄獨立,而非僅每對交集為0。另一方面,rank等ambient dimension才給覆蓋;兩項flag不混同。

步驟識別與依賴

規則:directsum_threeplus_global_kernel_not_pairwise_test · 依賴:G001, S087

逐步反向核對

  • S088 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S087 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum total ordered basis count,不以小數近似替代。
  • S086 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S085 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S084 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 complete sum,不以小數近似替代。
  • S083 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate2 product,不以小數近似替代。
  • S082 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate1 product,不以小數近似替代。
  • S081 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate1 coordinate0 product,不以小數近似替代。
  • S080 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 complete sum,不以小數近似替代。
  • S079 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate2 product,不以小數近似替代。
  • S078 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate1 product,不以小數近似替代。
  • S077 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces relation free2 original coordinate0 coordinate0 product,不以小數近似替代。
  • S076 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces free2 pivot1 relation coefficient,不以小數近似替代。
  • S075 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspaces free2 pivot0 relation coefficient,不以小數近似替代。
  • S074 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S073 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S072 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry2,不以小數近似替代。
  • S071 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S070 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot1 column1 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S069 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S068 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry2,不以小數近似替代。
  • S067 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S066 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum ALL subspace columns pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S065 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S064 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S063 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 intersection dimension,不以小數近似替代。
  • S062 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 basis counts,不以小數近似替代。
  • S061 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S060 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S059 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference,不以小數近似替代。
  • S058 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product,不以小數近似替代。
  • S057 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S056 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product,不以小數近似替代。
  • S055 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S054 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S053 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 pivot1 column1 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S052 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S051 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S050 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair1,2 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S049 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S048 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S047 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S046 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 intersection dimension,不以小數近似替代。
  • S045 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 basis counts,不以小數近似替代。
  • S044 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S043 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S042 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 difference,不以小數近似替代。
  • S041 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry1 product,不以小數近似替代。
  • S040 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S039 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 eliminate row0 pivot1 entry0 product,不以小數近似替代。
  • S038 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S037 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S036 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 pivot1 column1 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S035 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S034 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S033 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,2 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S032 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S031 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S030 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 intersection dimension,不以小數近似替代。
  • S029 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 basis counts,不以小數近似替代。
  • S028 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S027 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S026 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S025 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 pivot1 column1 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S024 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S023 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry1,不以小數近似替代。
  • S022 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum pair0,1 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S021 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S020 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S019 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S018 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S017 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 difference,不以小數近似替代。
  • S016 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum subspace2 eliminate row1 pivot0 entry0 product,不以小數近似替代。
  • S015 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S014 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum subspace2 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S013 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S012 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S011 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S010 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S009 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum subspace1 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S008 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S007 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S006 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S005 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S004 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S003 · premise_and_result_audit — 以精確有理數重算 directsum subspace0 pivot0 column0 normalized entry0,不以小數近似替代。
  • S002 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。
  • S001 · premise_and_result_audit — 回到原始資料與本步條件核對,不把單向推論誤稱等價。

結論

(是, 3, 2, 否, 是, pairwise_zero_not_sufficient_for_three_or_more)

依上列完整代值及條件核對得到原題答案;原題編號、格式與狀態保持不變。

本題覆核與來源綁定

覆核日期:2026-10-26

原題、答案、步驟表達式、數值 AST 與既有歷史保持原樣;原來的候選狀態屬於來源歷史,不覆寫為形式化證明。

來源雜湊與覆核憑證
  • input commit: 0f7be61e2c22317a4075561dc822c87d881a50db
  • original question SHA-256: 21f1f1d515ca2de067f23455c8fe99cdb84fe5aa8c524a1766cc227dc987ebb1
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